復合鐵鹽絮凝劑絮凝性能影響因素分析

馮曉翔，王秀玲

（天津渤海職業技術學院，天津 300402）

復合鐵鹽絮凝劑絮凝性能影響因素分析

馮曉翔，王秀玲

（天津渤海職業技術學院，天津 300402）

本文分析了鐵系絮凝劑絮凝過程中的影響因素，采用羧甲基纖維素（CMC）物質與鐵鹽（FeCl3）合成新型復合絮凝劑CMC-鐵鹽并進行污水模擬絮凝實驗。結果表明，m（FeCl3）∶m（CMC）=1:2、m（CMC):m（NaOH）=1:2、水浴溫度為50℃以及水浴時間為5h等條件下合成的新型復合絮凝劑絮凝性能最佳。

新型絮凝劑；羧甲基纖維素；三氯化鐵；絮凝性能

1 前言

隨著化學化工行業的蓬勃發展，污水的排放量逐漸增大，對環境水系的污染和破壞日益嚴重。當前，水凈化處理的首要步驟就是絮凝沉淀。長期以來，污水處理中常采用的絮凝劑主要有以鋁鹽、鐵鹽及其共聚物為基礎的無機絮凝劑和以聚丙烯酰胺為代表的合成有機高分子絮凝劑[1]，但以上絮凝劑具有在生產或降解過程中會形成影響人體健康的污染物或者有些廢水經處理后污泥脫水困難等問題，進而造成新的環境污染。本研究著眼于當前無機絮凝劑和有機高分子絮凝劑中存在的種種缺陷，選擇天然有機高分子改性絮凝劑與鐵鹽制成環境安全型復合絮凝劑，研究其絮凝性能及分析影響其絮凝效果的相關因素。

2 方法與材料

2.1 絮凝劑制備方法

通過特定化學反應在羧甲基纖維素的分子鏈上接上活性基團，對羧甲基纖維素進行改性研究，引入特定基團增加羧甲基纖維素的水溶性和其分子鏈上的活性基團點，達到對污水絮凝凈化的效果。

2.2 制備原料及相關儀器

羧甲基纖維素納（CMC），三氯化鐵（FeCl3），20%氫氧化鈉，高嶺土。

數顯水浴鍋，加熱磁力攪拌器，2100P濁度儀，PH-3C型酸度計，COD快速測定儀等。

3 制備步驟及測試

3.1 制備過程

將FeCl3固體和羥甲基纖維素鈉固體按照不同配比混合后，加入蒸餾水使其完全溶解，根據CMC的質量，加入不同質量配比NaOH活化CMC基團。將混合液體充分攪拌混合，形成紅褐色乳狀絮凝劑。

3.2 絮凝性能測試方法

3.2.1 將高嶺土以2g/L含量在室溫下配制成模擬污水，測定原始吸光度A1；

3.2.2 取一定量的絮凝劑溶液快速傾倒于每個在250r/min轉速下混勻的污水中，快速攪拌1min，靜置沉降15min[2]，在液面下3cm處移取上清液，測定吸光度A2；

3.2.3 根據絮凝前后的吸光度計算絮凝去除效率η：η＝（[A1－A2）/A1]×100%。

3.3 測試數據處理結果

3.3.1 FeCl3與CMC的質量比對絮凝性能的影響

根據不同FeCl3與CMC的質量配比，其絮凝去除率結果見圖1。由圖1可知：隨著m（FeCl3）:m（CMC）從3:1～1:3增加時其絮凝能力逐漸增大；當m（FeCl3）:m（CMC）=1:2 時，其絮凝能力達到最大值，隨后逐漸下降。因此選擇 m（FeCl3）:m（CMC）=1:2為其絮凝性能最佳條件。

3.3.2 NaOH與CMC的配比對絮凝性能的影響

由于NaOH在該水處理劑合成過程中可以活化CMC的基團，本實驗采取以下條件：m（FeCl3）:m（CMC）=1:2、水浴溫度50℃、水浴時間3h為參照體系，對 m（CMC）:m（FeCl3）=1:2 結果為 3:1、2:1、1:1、1:2、1:3和以投加量均為50μL/L進行絮凝性能比較，結果見圖2。

由圖2可知，當m（FeCl3）:m（CMC）=1:2 從 3:1～1:1逐漸增大時其絮凝能力也逐漸增大；隨后其絮凝能力逐漸下降。因此，當 m（FeCl3）:m（CMC）=1:1時，其合成水處理劑的絮凝性能最佳。

3.3.3 其他工藝條件對絮凝性能的影響

在 m（FeCl3）:m（CMC）=1:1、投加量固定 50μL/L進行絮凝實驗，采取不同水浴溫度與水浴時間進行分析比較，得到圖3、圖4?？芍鹤罴阉囟葢摓?0℃，最佳水浴時間為5h。

4 結論

通過以上數據分析，污水處理過程中絮凝劑配比對絮凝效果有很大影響，同時隨后有研究實驗[3]表明，合成絮凝劑時的溫度和時間也對絮凝效果有影響，另外，污水pH值、水溫和濁度也是污水絮凝處理過程中的主要控制因素。

絮凝過程的影響因素眾多而且復雜多變，本試驗采取模擬真實操作在專用設備條件上進行測試，試驗結果可客觀反映絮凝過程中錯綜復雜的關系，同時得到污水絮凝沉降過程中的運行工藝數據，進而得到絮凝沉淀過程中的加藥量配比及其他相關變量的研究。

［1］馬月珠.生態安全型絮凝劑的制備方法及其性能研究[D].天津,南開大學，2008.

［2］萬順,譚惠民.羧甲基纖維素陽離子化衍生物的研究現狀[J].纖維素科學與技術,2002,10(4):53-59.

［3］劉志遠,李昱辰,王鶴立,居玉坤.復合絮凝劑的研究進展及應用[J].工業水處理，2011，31（5）：5-8.

Study on the influencing factors about flocculating capacities of synthesize CMC-iron salt

FENG Xiao-xiang，WANG Xiu-ling
（Tianjin Bohai Vocational Technical College,Tianjin 300402,China)

This paper analyzes the influencing factors in the process of synthesize CMC-iron salt new compound flocculant.Adopt carboxymethylcellulose(CMC)material and the iron salt(FeCl3)to synthesize CMC-iron salt new compound flocculant,and use the upper level clear liquid to determine removal efficiency and optimize reaction conditions.Result shows that the best flocculating effect to clear liquid is:the quality ratio of FeCl3to CMC 1:2;quality ratio of CMC to NaOH 1:2 chemical bath temperature 50℃and chemical bath time 5h etc.

new flocculant;carboxymethylcellulose;ferric chloride;flocculating capacity

10.3969/j.issn.1008-1267.2012.05.009

TQ314.253

A

1008-1267（2012）05-0029-03

2012-04-12

馬曉翔（1978-），女，碩士，講師，工程師，研究方向：環境監測與治理。